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Source-configured symmetry-broken hyperbolic polaritons

eLight 2023年第1期3卷 136-146页

作者： Caixing Hu Tian Sun Ying Zeng Weiliang Ma Zhigao Dai Xiaosheng Yang Xinliang Zhang Peining Li Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of Optical and Electronic Information Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Optics Valley Laboratory Hubei 430074China Faculty of Materials Science and Chemistry Engineering Research Center of NanoGeomaterials of Ministry of EducationChina University of GeosciencesWuhan 430074China Xidian University Xi’an 710126China

Polaritons are quasi-particles that combine light with matter,enabling precise control of light at deep subwavelength *** excitation and propagation of polaritons are closely linked to the structural symmetries of the host materials,resulting in symmetrical polariton propagation in high-symmetry ***,in low-symmetry crystals,symmetry-broken polaritons exist,exhibiting enhanced directionality of polariton propagation for nanoscale light manipulation and ***,we theoretically propose and experimentally demonstrate the existence of symmetry-broken polaritons,with hyperbolic dispersion,in a high-symmetry *** show that an optical disk-antenna positioned on the crystal surface can act as an in-plane polarized excitation source,enabling dynamic tailoring of the asymmetry of hyperbolic polariton propagation in the high-symmetry crystal over a broad frequency ***,we provide an intuitive analysis model that predicts the condition under which the asymmetric polaritonic behavior is maximized,which is corroborated by our simulations and *** results demonstrate that the directionality of polariton propagation can be conveniently configured,independent of the structure symmetry of crystals,providing a tuning knob for the polaritonic response and in-plane anisotropy in nanophotonic applications.

关键词： Hyperbolic polaritons near-field excitation Crystal symmetry In-plane polarization Calcite

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